スタック温度 250°C の 10 t/h の工業用蒸気ボイラーは、燃料エネルギーの大部分を直接大気中に放出します。産業用ボイラー エコノマイザは、排ガスから熱を回収し給水に伝達することで、この状況を変えます。ほとんどの改修ケースでは、この 1 つの機器によってボイラー効率が 3 ～ 8% 向上し、燃料消費量が削減され、数か月または数年でプロジェクトの回収が可能になります。
産業用ボイラーエコノマイザとは何ですか?
エコノマイザは、ボイラー出口と煙突の間に設置されるフィンチューブ熱交換器です。その仕事は簡単です。本来なら逃げてしまう熱を捕捉し、給水が蒸気ドラムやボイラーチューブに到達する前に給水を予熱します。この名前は、特別な機械的機能に由来するものではなく、経済的利益に由来しています。供給水は高温でボイラーに流入するため、バーナーが同じ量の蒸気を生成するのに必要な燃料は少なくなります。
工業用エコノマイザーは、火管ボイラー、水管ボイラー、サーマルオイルヒーター、プロセスヒーターに使用できます。これは、特にボイラーが連続負荷で稼働している場合や、大型の燃焼用空気予熱器を設置するスペースが限られている場合には、多くの場合、産業プラントが行うことのできる熱回収投資の中で最も費用対効果が高いものの 1 つです。
産業用ボイラーエコノマイザの仕組み
熱交換プロセスは簡単です。煙道ガスは管の外側を流れ、ボイラー給水は内側を流れます。温度差により、ガスから水へ熱が移動します。水がエコノマイザから出るとより高温になり、ガスはより低いスタック温度で排出されます。通常、スタック温度が 20 ～ 25°C 低下するごとに、ボイラー効率が約 1 パーセントポイント上昇します。
システムの観点から見ると、次の 3 つの動作値が設計を支配します。
- 排ガス入口温度。工業用ボイラーでは通常 180 ～ 350°C です。
- 給水入口温度、多くの場合、脱気装置の圧力に応じて 25 ～ 105°C。
- 許容ガス側圧力降下。バーナードラフトを保護するために、通常は 50 mm H2O 未満に保たれます。
非結露エコノマイザ
ほとんどの工業用エコノマイザーは非結露、またはドライのユニットです。顕熱のみを回収し、排ガス温度を水露点以上に保ちます。これにより、炭素鋼または鋳鉄のフィン付きチューブの使用が可能になり、酸腐食のリスクが低く抑えられ、シンプルでメンテナンスの手間がかからない設計が実現します。
凝縮エコノマイザー
凝縮エコノマイザは排ガスを露点以下に冷却し、潜熱も回収します。効率の向上は、非結露ユニットよりも数パーセント高い場合があります。トレードオフは、耐食性材料、凝縮水の水処理、酸性液体を排出する場所の必要性です。凝縮設計は、地域暖房ネットワークや温水スクラバーを使用する施設など、継続的に水の需要がある現場に適しています。
| エコノマイザタイプ | 熱を回収 | 典型的なスタック温度 | 最適な用途 |
|---|---|---|---|
| 結露なし | 顕熱 | 120～160℃ | ほとんどの蒸気ボイラー。資本コストが低い。簡単な改造 |
| 凝縮 | 顕熱と潜熱 | 60～100℃ | 継続的な給湯需要。低硫黄燃料 |
| 空気予熱器との組み合わせ | 顕熱 to water and combustion air | 100～150℃ | 高過剰空気またはプロセスヒーターを備えたボイラー |
効率の向上とプロジェクトの回収
産業用ボイラーエコノマイザの真の価値は、稼働データに現れます。 230°C の排ガスを伴う天然ガス焚きボイラーの場合、スタック温度を 150°C まで下げるように設計されたエコノマイザーを追加すると、多くの場合、燃料投入量の 4 ～ 5 パーセントが回収されます。年間 6,000 トンの蒸気を生成するボイラーの場合、設置コストは 2 年以内に簡単にカバーできます。
燃料価格と年間稼働時間は回収計算の主な要素となります。高負荷で年間 8,000 時間稼働するプラントでは、冬季のみに使用されるスタンバイ ボイラーよりもはるかに短い投資回収率が得られます。給水温度、水の化学的性質、利用可能な煙突ドラフトなどのサイト固有の要因も、最終結果を変化させます。計算を段階的に追跡したい工場管理者は、次の記事で詳細な例を参照してください。 エコノマイザーが燃料費を削減し、廃熱を回収する方法 .
選択に関する考慮事項
エコノマイザーは、スタックの直径だけでサイズを決定できる一般的なコイルではありません。フィンの間隔、材質、または圧力降下が間違っていると、効率化プロジェクトがメンテナンスの問題に変わる可能性があります。排ガス分析が最初に行われます。水分含有量、微粒子負荷、硫黄または塩化物のレベル、および予想される最小負荷はすべて、材料の選択とチューブのピッチに影響します。
- フィン付きチューブの形状: H タイプのフィン付きチューブは灰をより簡単に排出し、汚れに強い一方、スパイラル フィン付きチューブはきれいなガス流のためのよりコンパクトな表面を提供します。
- 水側条件: 酸素攻撃と流れによる腐食は、脱気装置の操作と適切なチューブ側速度によって制御されます。
- 排水性と清掃アクセス: チューブは完全に排水する必要があり、アクセス パネルにはスート ブロワーを配置できる必要があります。
- 規格への準拠: 蒸気サービスのエコノマイザーは圧力部品であるため、製造は ASME、PED、またはその他の地域規格などの規格に従う必要があります。
フィン付きチューブの選択は設計の中核部分です。排ガス側は水側よりも熱伝達率がはるかに低いため、エンジニアはフィン付きの表面を使用して熱抵抗のバランスをとります。の H型フィン付きチューブと平滑チューブの比較 フィンの形状が汚れや長期的なパフォーマンスにとって重要である理由を示しています。
標準的な蒸気ボイラーの設置については、以下を提供します。 ボイラーテール排ガス用に設計されたエコノマイザー 、既存のダクトインターフェースに適合し、必要な水側の圧力降下を満たすように設計されています。
ボイラー排ガスエコノマイザーサプライヤー、排ガスエコノマイザー工場 ボイラー排ガスエコノマイザーのサプライヤーおよび排ガスエコノマイザー工場として、Jinker はボイラーテール排ガス、ボイラー排ガス、ボイラー用のカスタムエコノマイザーを提供しています。 製品を見る→ 産業分野にわたるアプリケーション
産業用ボイラーエコノマイザはパッケージ蒸気ボイラーに限定されません。サーマルオイルヒーター、改質炉、乾燥機の排気ライン、工業炉などに幅広く設置されています。いずれの場合も、同じ原理が適用されます。高温のガスと低温の液体が熱を交換し、回収されたエネルギーが主な燃料消費量を相殺します。
高温のキルン排気を伴うプロセスの場合、 工業用キルン排ガスエコノマイザー 高い入口温度を受け入れる必要があり、多くの場合、粉塵の負荷に対処する必要があります。これらのユニットは、連続運転でも信頼性を維持できるよう、より広いフィンピッチと強化されたチューブシートで構築されています。
工業用窯エコノマイザーメーカー、工業用窯排煙用エコノマイザー セラミックキルンエコノマイザーメーカーおよびガラスキルンエコノマイザーサプライヤー、中国の冶金キルンエコノマイザー工場として、Jinker of... 製品を見る→ 石油化学ヒーターや精製炉などのプロセス機器も恩恵を受けます。あ プロセス装置の排ガスエコノマイザー ボイラー給水またはプロセス水を予熱できるため、ガス側の圧力降下を控えめに設計した場合、ヒーター効率が 3 ～ 6% 向上し、ドラフトファンの出力が削減されます。
化学石油化学プロセス機器エコノマイザーのサプライヤー、工場 Jinker は、化学および石油化学プロセス装置用のエコノマイザ、化学および石油化学プロセス装置のエコノマイザ サプライ品を提供しています。 製品を見る→ エンジニアリングと製造の品質が重要な理由
エコノマイザーは、高温、排ガス不純物、水側の圧力などの困難な環境にさらされています。熱設計、溶接、または材料のトレーサビリティにおける小さな欠陥は、後に漏れや早期腐食として現れます。圧力部品の経験を持つサプライヤーは、図面を確認し、入熱を計算し、寸法を製造可能なコンポーネントに変換できます。ここで、プロジェクトの計画と実際の生産が出会うことになります。
以下を含む関連プロセスについて説明します。 圧力部品の認証とエンジニアリング能力 、会社概要に記載しております。自動化された溶接ライン、放射線検査、および大規模な生産能力により、エコノマイザーは単純に製造されたコイルではなく、信頼性の高い圧力コンポーネントとして提供されます。
適切な産業用ボイラー エコノマイザは、排ガスと給水の状態を明確に理解することから始まり、次に健全な熱設計と慎重な製造に移行します。これらのステップが調整されると、エコノマイザーは、エネルギー コストを削減し、排出量を削減し、産業用ボイラー プラントの全体的な効率を向上させる最速の方法の 1 つになります。
